Способ получения фосфорной кислоты

 

СОЮЗ.СОВЕТСКИХ ООЦЛ

РЕСПУБЛИК

69) (1И

3(50 С01В 52 5

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И (ЛМРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВйдЕТЕЛЬСТВУ (2l) 3373971/23-26 . (22} 27,11.81;. (46) И3.05.83. Бюл. М 18 (72) P,Þ. Зикюк, Б. Д, Гудиер, М. А. Шапкин, П. П. Власов, й. Г. Наго-, лов, А, А, Кузнецов, П. В. Классен, . Л. А. Смирнов, Л. С, Kaama Ю. 3. Гольдкн»- А. А. Чмарик, А. М. Халемский, В, А. Виноградов и В. Ф. Дон (71) Лекинградский ордена Октябрьской

Революции ы ордена Трудового Красного

Знамени технологическнй институт км. Ленсовета

° °

53) 66l,634,2(088.8)

56) 1 . Авторское свкдетельство СССР

Му 648514, кл. С Ol В 25/22,. заявл. 1977, 2. Авторское свидетельство СССР

И» 551248, кл. С Îl В 25/225, ааявл. 1873 (прототкп) .

„54) (57) l, СПОСОЬ ПОЛУЧЕНИЯ фОСфОР»

НОЙ КИСЛСГЫ: включающий обработку фосфаткого сырья смесью серной и оборотной фосфорной кислот в прксутствкк кремнефтористоводородной кислоты, отделейке продукционного раствора m осадка дигкдрата сульфата кальция, промывку .осадка н возврат цромнвных вод ка ста дню разложения фосфаткого сырья,"о тл и ч а ю щ s и с я тем, что, с целью уменьшения потерь фтора с днгкдратом сульфата кальцня и- снижения расхода кремнефтористоводородкой кислоты, скача ла обрабатывают 37-56% фосфаткого сырья стехкометркчеснм количеством серной кислотц, оборотной фосфорной и кремкефтористоводородкой кислотами, а ватам вводят остальное количество фосфатного сырья и. серной ккслоты

2, Способ .Но и. 1» О т л и ч а ю m к и с я тем, что кремкафторкстоводородную ккслоту ВВбдят В кОлкчестве 0»3»

0»Ммас» % От исхОднОГО фосфаткОГО Я сырья.

1017673

Изобретение относится к сернокислотным способам переработки фосфвтного сырья в эгсплувтационную фосфорную кислоту, которая широко используется для производства минеральных удобрений. 5

Известен способ получения экстракционной фосфорной кислоты путем разложения фосфвтного сырья оборотной фосфорной и серной кислотами с добавлением в ревк-! о рионную массу фтористого водорода в количестве 1-2% от массы вводимого фосфвтного сырья Гв пересчете на 100% HF для предотвращения инкрустироввния вбсорбционного оборудования окисью крем ния Г1 !

Недостатками известного способа являются большие потери фтора с твердой фазой и вице малорастворимого фторида кальция и увеличение коррозионной активности фосфорнокислотных раствороВ в присутствии Н 0 (скорость коррозии нержавеющих сталей в.сернофосфорнокислотнйх растворах, содержащих 0,5 2% HF возрастает.в 25 200 раз).

25

Наиболее близким к изобретению tto технической сущности и достигаемому результату является способ получения фосфорйой кислоты, включающий обработку фосЗО фатного сырья смееью серной и оборотной фосфорной кислот, в присутствии кремнефтористоводородной кислоты, отде» ление продукционного раствора от осадкй дигидрйтй сульфата кальция фильтрш иейю 35 . промывку осадка и возврат промывных вод на стадию разложения фосфатного сырья.

Кремнефтористоводородную кислоту вводят в количестве 1-8 мас. % от исходного фосфатного сырья, процесс ведут при >

80-82 С, Производительность фильтра-, ции по сухому осадку составляет

1000 кГ/м ч, степень разложения сырья

98-99,5%, потерь фтора с дигидратом сульфата кальция — 0,2% (2 1

Недостатком этого способа является значительные потери фтора с дигидратом сульфата кальция и большой расход кремнефтористоводородной кислоты.

Целью изобретения является уменьшение потерь фтора с дигидрвтем судьфата, кальция до 0,14-0,18% и снижение расхода кремнефтористоводородной кислоты до 0,3-0,9% от исходного фосфйтного сырья.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения фосфорной кислоты, заключающемуся в обработке ! фосфатного сырья смесьм серной и оборотной: фосфорной кислотами в присутствиикремнефтористоводородной кислоты, отделении продукционного раствора от осадка дигидрата сульфата кальция, промывке осадка и возврате промывных вод на стадию разложения Фосфатного сырья, причем сначала обрабатывают 37-50% фосфатного сырья стехиометрическим количеством серной кислоты, оборотной фосфорной и кремнефтористоводородной кислотами, а затем вводят остальное количество фосфатного сырья и серной кислоты. К тому же кремнефтористоводородную кислоту вводят в количестве 0,3-0,9 мас. % от исходного фосфатного сырья.

Сущность способа заключается в следующем.

На первую стадию подают всю оборотную фосфорную,кислоту (смесь первого и второго фильтров), кремнефтористоводородную кислоту (в пересчете íà 100% Н Я» Fg) в количестве 0,3-0,9 мас. % от исходного фосфатного сырья, 37-50% фосфатного сырья и стехиометрическое количестЬо серной кислоты,, На первой стадии процесс протекает при содержании в жидкой фазе пульпы 20-22% Р Об у 1,6-1,8% фтора и температуре 70-85о C в течение 1,52 часов. На данной стадии получают хорошо фильтрующийся осадок (производительность фильтрации 1 LOO-1 180 кг/(лА) с низким(0, 04-0,06%) содержанием фтора.

На второй стадии полученную, пульпу смешивают с остальным количеством фосфатного сырья и серной кислоты, в .жид- кой фазе поддерживают.содержание 27 30 6 Р> О и 2,0-2,4% фтора. Взаимодействие реагентов протекает при темпео ратуре 75-85 С в течение 1,5 2 часов.

Производительность фильтрации продукционной пульпы, направляемой нв вакуумфильтр, составляет 1000-1080 кг/(м ч) .

B отбросном сухом фосфогипсе содержится, 0,14 0,18% фтора. Коэффициент разложения фосфвтного сырья - 98-99,5%.

Пример 1. В первый, екстрактор рабочим обьемом -300 м- подают 19 т/ч апатитового концентрата, 1..6 т/ч 92% серной кислоты, 156 т/ч оборотной фос-. форной кислоты, :,содержащей, 18,3% Р Ои 1,29% фтора и 4,5 т/ч 10%-ной кремнефтористоводородной кислоты. Взаимодействие реагента протекает при температуре

75 С в течение 1,8 ч. В жидкой фазе о полученной пульпы содержится 21,6% Р О и 1,7% фтора, а в твердой фазе — 0,06% фтора. Во второй реактор с рабочим объемом 360 м вводят rrymrry с первой ста3

3 1 01-7 дии, 31 т/ч апатйтового концентрата, 29 т/ч 929о-ной серной кислоты. При температуре 78 С происходит раэложеD ние фосфатного сырья и кристаллизация дигидрата сульфата каюьцяя в течение

1,9 ч. В газовую фазу выделяется 15т/ч фтористых соединений. 242 т/ч дигидратной пульпы расфильтровывают и промывают на карусельном вакур-фильтре с- рабочей поверхностью 80 м, Производи . Ю тельность фильтрации пульпы в пересчете на сухой осадок 1000 кг/(м ч). Содер жание фтора в сухом фосфогипсе — 0,18%.

Получают 64 т/ч 41,4%-ной продукционной фосфорной кислоты. коэффициент выко--15 да Р2 О - 97,5%.

Пример 2. B первый экстрактор с рабочим объемом 300 м подают 23т/ч апатитового концентрата, 21,5 т/ч

92%-ной серной кислоты,, 167.-,8 т/ч обо-. щ ротной фосфорной кислоты, содержащей

16,1 Р О5и 1,15% фтора и 3,2 т/ч

10%ной кремнефтористоводородной кисло ты. Взаимодействие реагентов осуществ ляют при температуре 78 С в течение д 1,8 часа. В жидкой фазе полученной пульпы содержится 20% Р2 О и 1,6% фтора, а в твердой фазе — 0,05% фтора, tÂî второй реактор с рабочим объ.мом

360 м вводят пульцу с первой стадии, З0 3

30 т/ч апатитового концентрата, 28 т/ч

92%-ной серной кислоты. При темепрату-. о ре 80 С ведут разложение фосфатного сырья и кристаллиэй ию дигидрата сульфата кальция.в течение 1,9 часа. На обеих стадиях в газовую фазу выделяется

И

15,9 т/ч воды и 0,16 т/ч фтористых ,соединений. 257 т/ч дигидратной нуль:пы расфильтровывают и промывают на

1 2 карусельном вакуум-фильтре с рабочей

49

:поверхностью 80 м .. Производительность ,фильтрации пульпы в пересчете насухой

"осадок — 1060 кгl(м ч) . Получают73 т/ч 38,7%-ной продукционной фосфор- ной кислотьь Содержание-фтора в сухом фосфогипсе — 0,16%. Коэффициент выхода

Р О„.-98%.

Пример, 3. В первый экстрактор с рабочим объемом 300 м подают

673 .... 4

27 т/ч апатитового концентрата, 25,2т/ч

9.2%-ной серной кислоты, 172,2 т/ч оборотной фосфорной кислоты, содержа-щей 19,7% Р2ОЪи 1,6% Фтора и 1,6 т/ч

-1 0%-ной кремнефтористоводородной кислоты. Взаимодействие реагентов осу», ществляют при температуре 82 С в течение 1,8 часа. B жидкой фазе полу ченной пульпы содержится 19,7% Р> О н

1,6 фтора, а в твердой фазе — 0,04% фтора. Во второй реактор с рабочим объеом 360 м вводят aye»ny с первой ста3 дии, 27 т/ч апатитового концентрата, 25,5 т/ч 92%-ной серной кислоты. При температуре 82 С происходит раэлоиюние фосфатного сырья и кристаллизации дигидрата сульфата кальции втечение 1,9 ч. .В газовую фазу выделяется 16,2 т/ч воды и 0,16 т/ч фтористых соединений.

262 т/ч дигидратной пульпы расфильтро вывают и промывают на карусельном вакуумфильтре с рабочей поверхностью

80 М2. Получают 77,7 т/ч 37,3%-ной продукционной фосфорной кислоты. Производительность фильтрации пулЬпы (в цересчете на сухой осадок) . 1080 кг/(матч). Содержание фтора в сухом фосфогипсе - О,l4%, коэффициент выхода Р> Оз- 98,5%.

При подаче фосфатного сыфья меньше

37% и соответствующего количества серной кислоты на первую стадию температура пульпы становятся ниже 70 С, дигидрат сульфата кальция осаждается s неблагоприятных условиях, что приводит к снижению производительности фильтрации до 900-980 кгl(м ч). Прк подача фосфатного сырья больше 50% от всего., :количества на первую стадию повъппаетск концентрации Р2 Î äo 23-24% к температура до 85-88о С, что приводит к до полнительному гидролизу крамнефторкц»

: ионов и повышению содержвния фтора в осадке. йанный способ, по сравнекао с ирото типом,,позволяет уменьшить в 1,2 раза потери фтора с дигидратом с афата кальция; в 7,5 раза сократичь расход кремнефтористоводородной кислоты.

Заказ 3467/25 Тираж 47 1 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ЖЗ5, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r, Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Л. Ситнова

Редактор О. Персиянцева ТехредВ.Далекорей КорректорИ. Шуллз